免烧砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保建材领域，具体而言，涉及一种免烧砖及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 城市生活垃圾焚烧后产生的灰渣约占原垃圾总质量的20%~30%。垃圾焚烧灰渣 由于其收集位置的不同，主要可分为焚烧炉渣和焚烧飞灰两类。飞灰是指在烟气净化系统 和热回收利用系统(如节热器、锅炉等）中收集到的残余物，占灰渣总量的20%左右。炉渣主 要由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃、未充分燃烧的有机物和其他不燃性无机物组 成，主要成分通常为硅酸盐、氧化物和碳酸盐。炉渣一般为垃圾焚烧前总体积的5%~10% 或者总重量的20%~25%，可以通过各种分选技术进行筛分，如重选、磁选和浮选等，然后 进行资源化利用，作为建筑填料，成为再利用的新型材料，这些材料可用于制备免烧砖。 [0003 ]现有的免烧砖制备技术制备出的免烧砖，砖块的密度不均一，造成免烧砖各位置 的耐压程度不均一，用于建筑时易发生断裂事故，带来建筑倒塌风险同时也降低了建筑的 抗震性，因此急需一种耐压程度更高更均一的免烧砖制备方法。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种免烧砖及其制备方法，旨在改善上述技术问题。
[0005] 本发明是这样实现的：
[0006] -种免烧砖，主要含有以下成分:水泥、粉渣、渣、熟石灰、激发剂和固化剂，按重量 百分比计，水泥10%~15%，粉渣15%~20%，渣50%~55%，熟石灰7%~12%，固化剂3% ~5 %，激发剂0.3~1 %;
[0007] 所述固化剂主要由以下成分构成，按重量百分比计，氧化镁5%~30%，绿矾5%~ 30%，明矾0~30%，硫酸铝0~30%，磷酸钠5%~15%，所述激发剂为硅酸钠或无水硫酸 钠；
[0008] 所述渣为城市生活垃圾焚烧炉渣，所述粉渣为城市生活垃圾焚烧炉渣经碾磨后的 粉状颗粒，所述粉渣的颗粒直径< 0.6mm。
[0009] 传统的砖多采用土方等烧制而成，既浪费了土壤资源同时在烧制过程中还会产生 大量废气，污染环境。
[0010] 本技术方案提供的免烧砖主要采用生活垃圾焚烧后产生的炉渣制成，配以水泥、 熟石灰等建筑材料，不需要进行烧制即可成型。减少了大气污染同时也有效的降低了制造 成本。
[0011] 粉渣和渣的颗粒直径大小不一，正因如此，粉渣可以填充满渣之间的缝隙，通过调 配其比例，并且在保证混合均匀的情况下，可以使压制出的免烧砖更加密实，不会存在缝隙 等情况。其中水泥为市售的硅酸盐水泥。固化剂起到增强粘结作用，其中氧化镁、硫酸铝等 物质可以大大增强免烧砖的结构性能。
[0012] 激发剂可以提高免烧砖的力学性能，使其更加耐压和耐折。
[0013] 进一步地，所述粉渣主要由Si〇2、Al2〇3、CaO、Fe2〇3、Na20和S〇3组成，Si〇2占粉渣重量 的55%~60%，Al2〇3占粉渣重量的15%~20%，Ca0占粉渣重量的8%~10%、Fe2〇3占粉渣 重量的4%~6%、Na20占粉渣重量的2%~4%，S03占粉渣重量的2%~3%。
[0014] 粉渣的颗粒直径较细，在与水泥和熟石灰混合后可以增强水泥的粘结作用。
[0015]进一步地，经发明人多次实验总结证明得到，当所述固化剂由以下成分构成，按重 量百分比计，氧化镁25%，绿矾25%，明矾25%，硫酸铝15%，磷酸钠10%时，固化剂的效果 最佳。
[0016] 进一步地，所述固化剂原料经烘干至各原料表面吸附水含量不大于1%，按照配比 混合，投入破碎机中破碎至颗粒直径不大于0.6mm。
[0017] 固化剂的原料由于也呈固态，因此同样将其破碎至颗粒直径不超过0.6mm，便于其 与粉渣和渣混合均匀，也防止压制出的免烧砖中出现较大的颗粒。影响免烧砖的密实程度。
[0018] 进一步地，所述免烧砖为实心砖。
[0019] 免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
[0020] (1)焚烧生活垃圾，收集焚烧炉渣，去除金属物质，将部分焚烧炉渣碾磨成粉状颗 粒的粉渣，收集粉渣；
[0021] (2)配置激发剂水溶液，将固化剂、粉渣、熟石灰、激发剂水溶液混合，搅拌均匀得 初浆；
[0022] (3)将初浆倒入渣中，加入水泥并混合搅拌均匀成浆料，将浆料倒入免烧砖模具 中，振动浆料至浆料密实，压紧成型；
[0023] (4)24h后脱模，养护至少28天得免烧砖。
[0024] 在对粉渣和渣进行筛选时，需注意将铁肩、金属肩，钉等去除。同时，激发剂水溶液 配置好后，先将固化剂、粉渣、熟石灰、激发剂水溶液混合，搅拌混合均匀。其后再与水泥和 颗粒直径更大的渣进行混合，这样做的好处是:在激发剂水溶液的润湿下，颗粒直径更细 的粉渣与固化剂先充分混合均匀，此时再将其与颗粒直径更大的渣和水泥进行混合，这样 粉渣以及固化剂可以充分的进行颗粒直径更大的渣的缝隙中，并且能保证固化剂随粉渣一 起均匀的分布在渣的缝隙中，水泥将浆料固化后，浆料整体更加密实，这样不需要对浆料施 加过大的压力即可使浆料成型。
[0025]通过这种方式成型的免烧砖不仅密实，同时整体的密度分布均匀，各点的耐压强 度相当，不易出现局部易出现裂纹或断裂的现象，更加耐用。
[0026]进一步地，脱模后继续对免烧砖进行养护至免烧砖抗压强度>20MPa，抗折强度〉 5MPa〇
[0027] 通过对免烧砖进行养护，可以消除释放免烧砖内部的应力，养护时间越长，应力释 放越充分，相应的其耐压程度和抗折强度均逐渐增大。
[0028] 进一步地，所述养护为浇水养护，所述浇水养护按以下方式进行:每天早、晚各一 次向免烧砖表面饶水至免烧砖表面完全浸湿。
[0029] 通过向免烧砖表面浇水，水浸入免烧砖内部后，不仅起到降温的作用，同时，免烧 砖内部的部分吸水性物质吸水后膨胀，使其中微小的缝隙得到填充，应力得到释放。
[0030] 进一步地，所述压紧成型时，对浆料施以IMPa~3MPa的压力并保持至少60秒。
[0031]相比于现有的免烧砖制备技术，本方案提供的制备方法只需要较小的压力即可实 验压制成型，同时较小的压力可以节省成本并且对于模具损害较小，能延长模具的使用寿 命。
[0032] 进一步地，经发明人实验验证，对浆料施以2.5MPa的压力并保持至少60秒便可以 实现压制成型并且压制出的免烧砖表面整齐，规格统一。
[0033] 本发明的有益效果是:本发明提供的免烧砖及其制备方法通过对制备过程中的粉 渣和渣进行均匀的混合，使制作出的免烧砖密实紧致，各处的耐压程度均一，不易发生裂缝 或断裂现象，利于免烧砖的使用推广。整个免烧砖主要由焚烧后的生活垃圾炉渣制成，既解 决了生活垃圾的处理问题，同时又节约了传统砖制造时消耗的土方。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中 的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例提供一种免烧砖，免烧砖为实心砖，含有以下成分:水泥、粉渣、渣、熟石 灰、激发剂和固化剂，按重量百分比计，水泥占15 %，粉渣20 %，渣50%，熟石灰9%，固化剂 5%，激发剂1%。
[0037]所述固化剂由以下成分构成，按重量百分比计，氧化镁30%，绿矾25%，明矾20%， 硫酸铝15%，磷酸钠10%，所述激发剂为硅酸钠。
[0038] 所述渣为城市生活垃圾焚烧炉渣，所述粉渣为城市生活垃圾焚烧炉渣经碾磨后的 粉状颗粒，所述粉渣的颗粒直径< 0.6mm。
[0039] 具体而言，粉渣主要含有3丨02)1203、030、？6 203、似20和303组成，其中5丨02占粉渣重 量的55%~60%，Al2〇3占粉渣重量的15%~20%，Ca0占粉渣重量的8%~10%、Fe2〇3占粉 渣重量的4%~6%、Na20占粉渣重量的2%~4%，S03占粉渣重量的2%~3%。
[0040] 该免烧砖是这样制成的：
[0041 ] (1)焚烧生活垃圾，收集焚烧炉渣，去除铁钉、金属肩等金属物质，收集渣，并将部 分焚烧炉渣碾磨成粉状颗粒的粉渣，收集粉渣。
[0042] (2)配置激发剂水溶液，激发剂与水按照1:1.25的质量比进行配置，固化剂原料经 烘干至各原料表面吸附水含量不大于1%，按照配比混合，投入破碎机中破碎至颗粒直径不 大于0.6mm，与粉渣的颗粒直径相当。
[0043 ]将固化剂、粉渣、熟石灰、激发剂水溶液混合，搅拌均匀得初浆。
[0044] (3)将初浆倒入颗粒直径更大的渣中，加入水泥并混合搅拌均匀成浆料，将浆料倒 入免烧砖模具中，振动浆料至浆料密实，对浆料施以3MPa的压力并保持至少60秒成型。
[0045] (4) 24h后脱模，每天早、晚各一次向免烧砖表面浇水至免烧砖表面完全浸湿，至少 28天得免烧砖。
[0046] (5)脱模后，继续对免烧砖进行养护至免烧砖抗压强度>20MPa，抗折强度>5MPa，养 护操作同上，于养护7天和养护28天分别测定抗压强度和抗折强度。
[0047] 实施例2
[0048]本实施例提供一种免烧砖，免烧砖为实心砖，含有以下成分:水泥、粉渣、渣、熟石 灰、激发剂和固化剂，按重量百分比计，水泥占10 %，粉渣20 %，渣55%，熟石灰9%，固化剂 5%，激发剂1%。
[0049] 所述固化剂由以下成分构成，按重量百分比计，氧化镁25%，绿矾25%，明矾25%， 硫酸铝15%，磷酸钠10%，所述激发剂为无水硫酸钠。
[0050]所述渣为城市生活垃圾焚烧炉渣，所述粉渣为城市生活垃圾焚烧炉渣经碾磨后的 粉状颗粒，所述粉渣的颗粒直径< 0.6mm。
[0051 ] 具体而言，粉渣主要含有3丨02^1203、030、？620 3、恥20和303组成，其中5丨02占粉渣重 量的55%~60%，Al2〇3占粉渣重量的15%~20%，Ca0占粉渣重量的8%~10%、Fe2〇3占粉 渣重量的4%~6%、Na20占粉渣重量的2%~4%，S03占粉渣重量的2%~3%。
[0052]该免烧砖是这样制成的：
[0053] (1)焚烧生活垃圾，收集焚烧炉渣，去除铁钉、金属肩等金属物质，收集渣，并将部 分焚烧炉渣碾磨成粉状颗粒的粉渣，收集粉渣。
[0054] (2)配置激发剂水溶液，激发剂与水按照1:1.25的质量比进行配置，固化剂原料经 烘干至各原料表面吸附水含量不大于1%，按照配比混合，投入破碎机中破碎至颗粒直径不 大于0.6mm，与粉渣的颗粒直径相当。
[0055] 将固化剂、粉渣、熟石灰、激发剂水溶液混合，搅拌均匀得初浆。
[0056] (3)将初浆倒入颗粒直径更大的渣中，加入水泥并混合搅拌均匀成浆料，将浆料倒 入免烧砖模具中，振动浆料至浆料密实，对浆料施以2.5MP